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發(fā)布時(shí)間：2021-12-12 01:22:54
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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應(yīng)用價(jià)值：微孔發(fā)泡材料的韌性高、疲勞壽命長(zhǎng)、比強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕、隔熱、吸震、隔音、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。這是因?yàn)檫@種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細(xì)裂縫小得多的孔徑，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端，所以不會(huì)降低塑料的強(qiáng)度。因此，在汽車、航天航空和其他各種運(yùn)輸工具等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價(jià)值。聚丙烯微孔發(fā)泡通過(guò)研究熔體流動(dòng)速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，低熔體流動(dòng)速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機(jī)械性能。日本Sumitom化學(xué)公司利用幾種熔體流動(dòng)速率不同的聚合物共混發(fā)泡，制得了一種沖擊強(qiáng)度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材，這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間。聚丙烯微孔發(fā)泡材料成核劑改性聚丙烯材料：PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料，它的結(jié)晶速度較慢慢，容易形成尺寸較大的球晶，導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差，制品的外觀缺乏美感，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用。利用成核劑改性聚丙烯，是一種制備透明度高，力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡(jiǎn)單有效的方法，因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性，適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性；且共聚PP的透明性比均聚PP好。張廣平等采用2，2-亞甲基-雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑，研究了成核劑對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%。此時(shí)，復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃，結(jié)晶度增加3%~6%，結(jié)晶速率顯著增加；材料的模量提高了20%~30%，彎曲強(qiáng)度也提高了10%~20%。纖維增強(qiáng)聚丙烯材料：纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場(chǎng)中增長(zhǎng)較快的塑料品種之一，尤其是在汽車用塑料中。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，在塑料中纖維長(zhǎng)度需要大于LC，既零界長(zhǎng)度，LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長(zhǎng)度小于LC，其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大。例如，玻纖增強(qiáng)PP中，玻璃纖維的零界長(zhǎng)度為3.1 mm；而在另外一種經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的PP中，LC可能降到0.9mm以下。對(duì)于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料，制品中的纖維長(zhǎng)度一般只有0.2~0.6mm，限制了制成品性能的提高。而在長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料部件中，玻璃纖維的殘留長(zhǎng)度可以達(dá)到3mm以上，大大提高了制品的物理機(jī)械性能。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用價(jià)值由于長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制品中的纖維殘留長(zhǎng)度較長(zhǎng)，它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右；比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高；此外，這種材料的加工流動(dòng)性好，制品外觀光亮、無(wú)塌坑等缺陷，制品的成型收縮率也小。的研究成果表明，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強(qiáng)聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時(shí)，LFG/PP的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度明顯高于SFG/PP。
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塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架、座位板、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上。讓汽車用上更多的塑料部件，還有很多功課可以開(kāi)展。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)，前三位為：美國(guó)、日本、德國(guó)。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來(lái)源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利。Trexel公司在1995年通過(guò)專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開(kāi)發(fā)和商品化推廣，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔，通過(guò)壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一。2018年，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)列為重點(diǎn)課題。國(guó)內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請(qǐng)量上占有主要地位，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞?wèn)|課題組。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在專利申請(qǐng)方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來(lái)獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系。近期，華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授領(lǐng)銜的“高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化”項(xiàng)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。北京化工大學(xué)教授、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長(zhǎng)、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲，兩位教授將出席“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著，對(duì)汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。汽車輕量化要求更高，對(duì)聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大！在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求？有哪些新的技術(shù)研發(fā)？趙玲教授將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”開(kāi)講。
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聚丙烯是丙烯加聚反應(yīng)而成的聚合物。系白色蠟狀材料，外觀透明而輕。密度為0.89～0.91g/cm3，易燃，熔點(diǎn)165℃，在155℃左右軟化，使用溫度范圍為-30～140℃。在80℃以下能耐酸、堿、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕，能在高溫和氧化作用下分解。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝、毛毯等纖維制品、醫(yī)療器械、汽車、自行車、零件、輸送管道、化工容器等生產(chǎn)，也用于食品、藥品包裝。產(chǎn)品簡(jiǎn)介特性聚丙烯簡(jiǎn)稱PP，是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、半透明固體物質(zhì)。聚丙烯（PP）是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，為無(wú)色半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料。具有耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性、高強(qiáng)度機(jī)械性能和良好的高耐磨加工性能等，這使得聚丙烯自問(wèn)世以來(lái)，便迅速在機(jī)械、汽車、電子電器、建筑、紡織、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。近年來(lái)，隨著我國(guó)包裝、電子、汽車等工業(yè)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。而且因?yàn)槠渚哂锌伤苄裕郾┎牧险鸩教娲局飘a(chǎn)品，高強(qiáng)度韌性和高耐磨性能已逐步取代金屬的機(jī)械功能。另外聚丙烯具有良好的接枝和復(fù)合功能，在混凝土、紡織、包裝和農(nóng)林漁業(yè)方面具有巨大的應(yīng)用空間。小鼠以8g/kg劑量灌胃1～5次，未引起明顯中毒癥狀。大鼠吸入聚丙烯加熱至210～220℃時(shí)的分解產(chǎn)物30次，每次2h，出現(xiàn)眼粘膜及上呼吸道刺激癥狀。與聚乙烯相同禁止用其再生制品盛裝食品。發(fā)展簡(jiǎn)史1954年G·納塔首先將丙烯聚合成聚丙烯（采用鋁鈦的氯化物做催化劑），并創(chuàng)立了定向聚合理論，引起了人們的關(guān)注。1957年意大利的蒙特卡提尼公司和美國(guó)赫克勒斯（Hecules）公司分別建立了6000t/a和9000t/a的聚丙烯生產(chǎn)裝置。20世紀(jì)60年代后期到70年代中期聚丙烯進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。80年代至今，聚丙烯產(chǎn)量在合成樹脂中居于前列，現(xiàn)在僅低于聚乙烯，居第2位。中國(guó)于1962年開(kāi)始研究聚丙烯生產(chǎn)工藝。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，聚丙烯在中國(guó)發(fā)展迅速。我國(guó)引進(jìn)了一些先進(jìn)的關(guān)于聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，先后建立了燕山、揚(yáng)子、遼陽(yáng)等一批大中型聚丙烯生產(chǎn)設(shè)施，各地也興建了大量小型散裝聚丙烯生產(chǎn)設(shè)施，并對(duì)緩解供需矛盾起到了一定的作用。生產(chǎn)規(guī)模的大幅度增加，促使我國(guó)聚丙烯樹脂生產(chǎn)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。2012年，我國(guó)PP生產(chǎn)能力達(dá)到1296.7萬(wàn)t。2015年，我國(guó)PP產(chǎn)能為2013萬(wàn)噸/年。聚丙烯微孔發(fā)泡需現(xiàn)狀由于我國(guó)聚丙烯的供需差距較大，近年來(lái)，大多數(shù)新的大型煉油、乙烯聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目和煤烯烴項(xiàng)目都配備了聚丙烯裝置，因此，未來(lái)中國(guó)聚丙烯產(chǎn)能將大幅增加。同時(shí)，還需要考慮那些小型的落后聚丙烯安裝技術(shù)，尤其是間歇式小體法裝置將被逐步淘汰，估計(jì)等到2025年聚丙烯在我國(guó)的生產(chǎn)能力將達(dá)到更高的水平。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)各種化工原料的需求不斷增加，導(dǎo)致了對(duì)聚丙烯的消耗量達(dá)到有史以來(lái)高水平，因此我國(guó)將成為世界上聚丙烯消費(fèi)國(guó)家。2003年，我國(guó)聚丙烯的消耗量已經(jīng)達(dá)到532萬(wàn)噸；2007年率先達(dá)到1000萬(wàn)噸；2008年受金融危機(jī)影響，略降至1079萬(wàn)噸；目前（2018年），在基礎(chǔ)設(shè)施投資和國(guó)內(nèi)需求的推動(dòng)下，增長(zhǎng)至1232萬(wàn)噸。生產(chǎn)工藝聚丙烯樹脂是四大通用型熱塑性樹脂（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）之一，以丙烯為原料，乙烯為共聚單體通過(guò)聚合反應(yīng)生產(chǎn)制得。聚丙烯的生產(chǎn)工藝主要經(jīng)歷了溶劑法、溶液法，液相本體法（含液相氣相組合式）和氣相法幾個(gè)發(fā)展階段。世界上用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝方法按類別劃分主要有以下幾大類：溶劑法、溶液法，液相本體法（含液相氣相組合式）和氣相法。各工藝特點(diǎn)簡(jiǎn)介如下：溶劑聚合法溶劑法（又稱漿液法或泥漿法、淤漿法）是早采用的聚丙烯生產(chǎn)工藝，但由于有脫灰和溶劑回收工序，流程長(zhǎng)，較復(fù)雜等缺點(diǎn)，隨著催化劑研究技術(shù)的進(jìn)步，從八十年代起，溶劑法已趨于停滯狀態(tài)，逐漸為液相本體法所取代。工藝特點(diǎn)：（1）丙烯單體溶解在惰性液相溶劑中（如乙烷中），在催化劑作用下進(jìn)行溶劑聚合，聚合物以固體輸粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應(yīng)器；（2）有脫灰和溶劑回收工序，流程長(zhǎng)，較復(fù)雜，裝置投資大，能耗高。但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好；（3）以離心過(guò)濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒。溶液聚合法工藝特點(diǎn)：（1）使用高沸點(diǎn)直鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點(diǎn)的溫度下操作，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布；（2）高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯，再擠出造粒得料產(chǎn)品；（3）生產(chǎn)廠家只有美國(guó)柯達(dá)公司一家。相本體法含液相氣相組合式，液相本體法聚丙烯生產(chǎn)工藝是聚丙烯生產(chǎn)中后期發(fā)展起來(lái)的新工藝。該生產(chǎn)工藝是聚丙烯1957年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)七年之后問(wèn)世的。采用液相本體法生產(chǎn)聚丙烯，是在反應(yīng)體系中不加任何其他溶劑，將催化劑直接分散在液相丙烯中進(jìn)行丙烯液相本體聚合反應(yīng)。聚合物從液相丙烯中不斷析出，以細(xì)顆粒狀懸浮在液相丙烯中。隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，聚合物顆粒在液相丙烯中的濃度增高。當(dāng)丙烯轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定程度時(shí)，經(jīng)閃蒸回收未聚合的丙烯單體，即得到粉料聚丙烯產(chǎn)品。這是一種比較簡(jiǎn)單和先進(jìn)的聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)方法。液相本體法工藝代表著八十年代國(guó)際上聚丙烯生產(chǎn)的新技術(shù)、新水平。工藝特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)中不加溶劑，丙烯單體以液相狀態(tài)在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行液相本體聚合，乙烯丙烯在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氣相共聚；（2）流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少、投資省，動(dòng)力消耗及生產(chǎn)成本低；（3）均聚采用釜式攪拌反應(yīng)器（Hypol工藝），或環(huán)管反應(yīng)器（Spheripol工藝），無(wú)規(guī)共聚和嵌段共聚均在攪拌式流化床中進(jìn)行。采用液相本體法的典型代表是BASELL公司的Spherizone液相本體法工藝。Spherizone是一種氣相循環(huán)技術(shù)，采用齊格勒-納塔催化劑，可生產(chǎn)出保持韌性和加工性能同時(shí)又具有高結(jié)晶度、剛性和更加均一的聚合體。它可在單一反應(yīng)器中制得高度均一的多單體樹脂或雙峰均聚物。Spherizone循環(huán)反應(yīng)有二個(gè)互通的區(qū)域，不同的區(qū)域起到由其它工藝的氣相和液相環(huán)管反應(yīng)器所起的作用。這兩個(gè)區(qū)域能產(chǎn)生具有不同相對(duì)分子質(zhì)量或單體組成分布的樹脂，擴(kuò)大了聚丙烯的性能范圍。該工藝的核心設(shè)備為MZCR（多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器系統(tǒng)）反應(yīng)器R230系統(tǒng)。該反應(yīng)器由提升管和下降管兩部分組成。在提升管內(nèi)聚合物通過(guò)反應(yīng)氣體向上吹，形成流化，并送入下降管的上部經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器后，粉料在收集在下降管內(nèi)。反應(yīng)氣體由離心式壓縮機(jī)通過(guò)外部的管線循環(huán)，反應(yīng)熱依靠在外部循環(huán)管線上的循環(huán)器冷卻器來(lái)移出。反應(yīng)器產(chǎn)品通過(guò)安裝在下降管下部的閥門排出。排出的粉料經(jīng)過(guò)高壓和低壓脫氣后，在生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物時(shí)，直接進(jìn)行汽蒸和干燥，得到粉料產(chǎn)品。生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)過(guò)高壓脫氣后的粉料排入氣相流化床反應(yīng)器。該反應(yīng)器仍采用Spheripol II氣相反應(yīng)器系統(tǒng)。共聚反應(yīng)器為立式圓筒式容器，上、下為球形封頭，下部為沸騰床，主體材料為不銹鋼，內(nèi)表面拋光。該工藝目前單線大生產(chǎn)能力已達(dá)45萬(wàn)噸/年。MZCR（多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器）抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達(dá) 22%（橡膠含量大于40%），還可生產(chǎn)含乙烯和丁烯-1的三元共聚產(chǎn)品。氣相本體法工藝特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)不引入溶劑，丙烯單體以氣相狀態(tài)在反應(yīng)器中進(jìn)行氣相本體聚合；（2）流程簡(jiǎn)短，設(shè)備少、生產(chǎn)安全，生產(chǎn)成本低；（3）聚合反應(yīng)器有流化床（聯(lián)碳/殼牌UNIPOI工藝）、立式攪拌床（巴斯Novolen工藝）及臥式攪拌床（阿莫科/埃爾帕索工藝）。采用氣相本體法的典型代表是DOW化學(xué)公司Unipol氣相工藝。Unipol氣相聚丙烯工藝是美國(guó)聯(lián)碳公司（UCCP）和殼牌公司于二十世紀(jì)八十年代開(kāi)發(fā)的一種氣相流化床聚丙烯工藝，是將應(yīng)用在聚乙烯生產(chǎn)上的流化床工藝移植到聚丙烯生產(chǎn)中，并獲得成功。該工藝采用高效催化劑體系，主催化劑為高效載體催化劑，助催化劑為三乙基鋁、給電子體。UNIPOL工藝具有簡(jiǎn)單、靈活、經(jīng)濟(jì)和安全的特點(diǎn)；該工藝只用很少的設(shè)備就能生產(chǎn)出包括均聚物、無(wú)規(guī)共聚物和抗沖共聚物在內(nèi)的全范圍產(chǎn)品，可在較大操作范圍內(nèi)調(diào)節(jié)操作條件而使產(chǎn)品性能保持均一。因?yàn)槭褂玫脑O(shè)備數(shù)量少而使維修工作量小，裝置的可靠性提高。由于流化床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)本身的限制，加上操作壓力低使系統(tǒng)中物料的貯量減小，使得該工藝比其它工藝操作安全，不存在事故失控時(shí)設(shè)備超壓的危險(xiǎn)。此工藝沒(méi)有液體廢料排出，排放到大氣的烴類也很少，因此對(duì)環(huán)境的影響非常小，與其它工藝相比，該工藝更容易達(dá)到環(huán)保、健康和安全的各種嚴(yán)格規(guī)范。該工藝的另一顯著特點(diǎn)是可以配合超冷凝態(tài)操作，即所謂的超冷凝態(tài)氣相流化床工藝（SCM）。該技術(shù)通過(guò)將反應(yīng)器內(nèi)液相的比例提高到45%，可使現(xiàn)有的生產(chǎn)能力提高200%。由于液體含量多少不是流化床不穩(wěn)定、形成聚合物結(jié)塊的基本因素，因此該技術(shù)關(guān)鍵的操作變量是膨脹床的密度及膨脹松密度與沉降松密度的比例。由于超冷凝態(tài)操作能夠有效地移走反應(yīng)熱，它能使反應(yīng)器在體積不增加的情況下提高2倍以上的生產(chǎn)能力，對(duì)于投資的節(jié)省是非常可觀的。抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達(dá)17% （橡膠含量大于30%）的抗沖共聚產(chǎn)品。該工藝的核心設(shè)備為氣相流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器和擠壓造粒機(jī)組。流化床反應(yīng)器是空心式容器，其頂部帶有擴(kuò)大段，底部帶有分布器，一反應(yīng)器操作壓力為3.5MPaG，溫度67℃，第二反應(yīng)器操作壓力為2.1MPaG，溫度70℃；循環(huán)氣壓縮機(jī)為單級(jí)、恒速、離心式壓縮機(jī)。聚丙烯PP改性針對(duì)聚丙烯在低溫下的抗沖擊性能差、耐候性不佳、表面裝飾性差以及在電、磁、光、熱、燃燒等方面的功能性與實(shí)際需要的差距，對(duì)聚丙烯加以改性，成為當(dāng)前塑料加工發(fā)展為活躍的，取得成果為豐盛的領(lǐng)域。
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簡(jiǎn)述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡(jiǎn)稱MPP，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具、箱包、體育器材等領(lǐng)域，是傳統(tǒng)EVA、PU、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體，并誘導(dǎo)其成核、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過(guò)程清潔無(wú)污染，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過(guò)程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用。丙烯（PP）本身是無(wú)毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物，其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達(dá)120℃，因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車、軌道交通，船舶，風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有：(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會(huì)穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流，從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。
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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來(lái)越多的汽車零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的s耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。近來(lái)更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢(shì)。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)、投資巨大、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小、平直度高，沒(méi)有縮水，尺寸穩(wěn)定，成型視窗大等特點(diǎn)，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，成為近年來(lái)注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來(lái)越多，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車、工程機(jī)械車占20% ，客車、商務(wù)車占35% 。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源，通過(guò)自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板、尾門、風(fēng)道等；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化。福特微發(fā)泡發(fā)動(dòng)機(jī)罩：采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)在零件成型過(guò)程中充入氣泡，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)，既節(jié)約了塑材，又減輕了重量，而且不會(huì)影響零件的任何性能。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX、Grand C-MAX、S-MAX、蒙迪歐和Galaxy等。綜上所述，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但需要注意：1. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗(yàn)證的技術(shù)、有廣范的市場(chǎng)、但在中國(guó)應(yīng)用尚新。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒(méi)有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少、更省料的產(chǎn)品設(shè)計(jì))。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機(jī)——高端應(yīng)用和節(jié)省成本。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品。